Меню

Технология дуговой резки труб



§ 11. Ручная дуговая сварка и резка

Ручную дуговую сварку производят электротоком, который через электрододержатель и сварочный провод подводится к электроду от источника тока и по второму проводу — к свариваемому металлу. Когда сварщик касается электродом поверхности металла, между электродом и металлом возникает короткое замыкание, в результате чего в точках контакта плотность тока достигает больших значений, выделяется большое количество теплоты и металл мгновенно расплавляется, образуя жидкую перемычку между свариваемым металлом и электродом. При отводе электрода от поверхности металла на некоторое расстояние возникает электрическая дуга.

Ручная дуговая сварка обеспечивает большую производительность труда по сравнению с газовой, в процессе сварки используют более простое и безопасное оборудование (рис. 38).

Рис. 38. Ручная дуговая сварка:
а — переменным током; б — постоянным током; 1 — провода; 2 —дроссель; 3 — трансформатор; 4 — предохранители; 5 — рубильники; 6 — электрическая сеть; 7 — реостат; 8 — электродвигатель; 9 — генератор; 10 — зажим; 11 — трубопровод; 12 — электрододержатель

Подготовка к дуговой сварке состоит в очистке концов труб и поверхностей деталей на расстоянии 25—30 мм и разделке кромок. Затем соединяемые трубы фиксируют одну относительно другой с помощью приспособлений так, чтобы смещение их кромок при толщине стенки трубы до 5 мм было не более 1 мм, а зазор между торцами труб — не более 1,5—2,0 мм.

Дуговую сварку можно выполнять переменным или постоянным током. Постоянный ток обеспечивает высокое качество сварки. Сварка переменным током экономична и удобна.

При сварке переменным током ток от сети переменного тока напряжением 220, 380 В подается к сварочному трансформатору, который понижает напряжение до величины, необходимой для возбуждения и устойчивого горения дуги (напряжением 60—80 В), и по сварочным проводам через зажим и электрододержатель подводится к свариваемой детали (рис. 39а).

Рис. 39. Электросварочное оборудование:
а — трансформатор; б — преобразователь; 1,2 — катушки; 3 — сердечник; 4 — рукоятка; 5 — винт; 6 — генератор; 7 — реостат; 8 — зажимы; 9 — вольтметр; 10 — электродвигатель

Сварочный трансформатор состоит из сердечника, на вертикальных стержнях которого размещаются катушки первичной и вторичной обмоток. Подвижные катушки вторичных обмоток соединены с регулировочным винтом, при вращении которого рукояткой 4 катушки вторичной обмотки сближаются с катушками первичной обмотки. При этом сварочный ток будет увеличиваться. При удалении катушек одна от другой сварочный ток уменьшается. Сварочный ток можно также регулировать включением в сварочную цепь дросселя или последовательным включением обмоток сварочного трансформатора.

При сварке постоянным током ток от сети переменного тока напряжением 220, 380 В поступает к сварочному преобразователю или выпрямителю. Преобразователь состоит из электродвигателя и генератора постоянного тока, соединенных общим валом. Генератор вырабатывает постоянный ток напряжением 25—27 В. Сварочный ток регулируется реостатом.

Передвижной сварочный преобразователь ПСТ-500 представляет собой однокорпусную конструкцию, объединяющую электродвигатель и генератор (рис. 39б). В верхней части корпуса установлены реостат, зажимы для подключения сварочных проводов и вольтметр. Сварочные выпрямители ВД-306, ВД-502 характеризуются высоким КПД, меньшей массой, чем преобразователи, и широкими пределами регулирования.

Если электрическая сеть отсутствует, используют сварочные агрегаты АДД-309, АД-304, в которых генератор приводится во вращение двигателем внутреннего сгорания.

Для ручной дуговой сварки применяют металлические электроды — стальные стержни круглого сечения с нанесенным покрытием. Электроды изготовляют из стальной углеродистой, легированной, высоколегированной проволоки. Электроды классифицируют по назначению — для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей, легированных конструкционных и теплоустойчивых сталей, высоколегированных сталей; по виду покрытия — с основным, рутиловым, кислым, целлюлозным и др., характеру шлака, механическим свойствам металла.

Покрытие электродов защищает расплавленный металл от кислорода и азота воздуха, стабилизирует горение дуги, очищает металл от вредных примесей и добавляет в него элементы, улучшающие свойства сварного шва (легирующие добавки).

Для защиты зоны сварки также используют углекислый газ, азот, аргон и другие инертные газы, находящиеся под большим давлением в баллонах.

Для ручной дуговой сварки труб обычно применяют электроды Э42 и Э42А, которые хранят в упаковках в сухих помещениях.

Ручную дуговую сварку выполняют так. После подготовки труб выбирают режим сварки, устанавливают сварочное оборудование и режим работы, зажигают дугу и выполняют шов. При выборе режима ручной сварки определяют диаметр электрода и величину сварочного тока. Диаметр электрода зависит от толщины металла, типа соединения, шва и т. д. При сварке встык металла толщиной до 4 мм в нижнем положении диаметр электрода берут равным толщине металла, при большей толщине применяют электроды диаметром 4—6 мм. Сварку труб со стенками толщиной до 5,5 мм можно вести электродом диаметром 3 мм.

В многослойных и угловых швах первый слой выполняют электродом 2—4 мм, а последующие слои — электродом большего диаметра, что обеспечивает более высокое качество шва. Вертикальные и потолочные швы обычно выполняют электродом диаметром не более 4 мм.

Сварочный ток принимают равным 35—60 А на 1 мм диаметра электродов. При меньшем значении тока происходит неустойчивое горение дуги, непровар, что ведет к небольшой производительности; при чрезмерно большом значении перегревается электрод, разбрызгивается металл, ухудшается формообразование шва и получается непровар.

Вертикальные и горизонтальные швы выполняют при сварочном токе, меньшем на 5—10%, чем нижние швы, а потолочные швы — на 10—15%. Это не позволяет жидкому металлу вытекать из сварочной ванны.

Скорость сварки и напряжение на дуге рабочий устанавливает в процессе работы в зависимости от вида сварного соединения, марки стали трубы и электрода, положения шва в пространстве. При увеличении скорости сварки глубина провара и ширина шва понижаются. При увеличении длины дуги глубина провара и ширина шва увеличиваются.

Читайте также:  Прокат квадратная труба станок

При установке сварочного оборудования сварочный трансформатор или генератор размещают около места сварки и подключают его к сети, присоединяют провода с помощью зажима к свариваемым деталям и закрепляют выбранный электрод в электрододержателе.

Дугу между электродом с защитным покрытием и свариваемыми деталями зажигают в два этапа: коротким замыканием конца электрода на свариваемую деталь и последующим отрывом его на расстояние, равное диаметру электрода с покрытием. Зажигание дуги можно произвести касанием в одной точке (впритык) и скольжением (чирканьем). При втором способе металл разогревается в нескольких точках при движении электрода по поверхности детали. Это облегчает зажигание дуги. Первый способ чаще используют при сварке в узких и неудобных местах.

После зажигания дуги основной и электродный металлы начинают плавиться, образуя ванну расплавленного металла. Сварщик подает электрод в дугу со скоростью, равной скорости плавления электрода, что позволяет поддерживать постоянную длину дуги. От правильно выбранной длины дуги зависят качество сварного шва и производительность сварки. Нормальной считают длину дуги, равную 0,5—1,1 диаметра стержня электрода. Увеличение длины дуги, которая зависит от марки электрода и положения шва в пространстве, снижает ее устойчивое горение, глубину плавления основного металла, повышает потери на угар и разбрызгивание электрода.

Электрод можно передвигать в любом направлении. Он должен быть наклонен к оси шва так, чтобы металл свариваемого изделия проплавлялся на наибольшую глубину и правильно формировался шов. При выполнении нижних швов угол наклона электрода должен быть 75° от вертикали в сторону ведения шва — углом назад.

Для получения шва нужной ширины производят поперечные колебательные движения электрода, по лошнсй линии — используют яля получения плавных валиков при сварке толстых деталей встык без скоса кромок в нижнем положении, когда прожог свариваемой детали невозможен; полумесяцем, обращенным концами к направлению сварки или к наплавляемому шву, применяют для стыковых швов со скосом кромок и угловых швов с катетом менее 6 мм при любом положении шва и использовании электродов диаметром до 4 мм; треугольником — используют при выполнении стыковых соединений со скосом кромок и угловых швов с катетом более 6 мм при любом положении шва.

Сварные швы могут быть одно- и многослойными, как и при газовой сварке. Заполнение шва производят «напроход», когда электрод продвигают вдоль шва с начала до конца в одном направлении и обратно ступенчатым способом, разбивая шов на короткие участки, которые последовательно заваривают. После окончания сварки нельзя обрывать дугу и оставлять на поверхности металла шва углубление (кратер). Для его устранения в конце шва прекращают поступательное движение электрода и медленно отводят его от шва, удлиняя дугу до ее обрыва. При сварке низкоуглеродистых сталей кратер заполняют электродным металлом и выводят электрод в сторону на основной металл. Не рекомендуется заваривать кратер несколькими обрывами и зажиганиями дуги ввиду загрязнения металла оксидами.

Сварное соединение труб и деталей ручной дуговой сваркой производят аналогично соединениям газовой сваркой. При сварке оцинкованных стальных труб используют электроды диаметром не более 3 мм с рутиловым или фтористокальциевым покрытием.

Ручную сварку стыков труб покрытыми электродами применяют при наложении корневого шва без подкладных колец, а также при изготовлении и монтаже трубопроводов в неудобных для механизированной дуговой сварки условиях: стыки коленообразного гнутого трубопровода и трубопровода, проходящего в здании, соединения секций в длинные петли, приварка фланцев, заглушек и т. д. Корневой шов выполняют электродами диаметром 1,6—3 мм в зависимости от толщины стенки трубы, а остальные швы — электродами большего диаметра.

При сварке стыка целесообразно выполнять работу в несколько слоев: при толщине свариваемой детали 4— 5 мм в два слоя (не считая корневого), при толщине 10— 12 мм — в четыре слоя электродами диаметром 3—4 мм.

Обычно ручную дуговую сварку стыков трубопроводов выполнлют сверху вниз. Это позволяет вести процесс на большой скорости и с меньшим сечением валика (с меньшим количеством шлака), что особенно важно при работе на морозе, а также снижает время на зачистку шва от шлака и заварку кратера. Эту сварку ведут с использованием электродов марок ОЗС-9, ВСЦ-1, ВСЦ-2, ВСФС-50 и др. Этими же электродами можно выполнять сварку и снизу вверх.

Сварочные работы в закрытых помещениях ведут полуавтоматом «Луч», подключенным к осветительной сети. При сварке используют проволоку марки Св-15ГСТ10ЦА, которая не требует газовой защиты.

Контроль качества шва при дуговой и газовой сварке одинаков.

Резка. Резку разделяют на кислородно-дуговую, воздушно-дуговую и плазменно-дуговую.

Кислородно-дуговая резка основана на расплавлении металла электрической дугой, а затем сжигании металла в струе кислорода. При этом способе резки между трубчатым электродом и обрабатываемым изделием образуется электрическая дуга. Струя кислорода, поступающая из баллона с редуктором в трубчатый электрод, попадает на нагретую поверхность и окисляет металл.

При воздушно-дуговой резке металл по линии реза расплавляется дугой, горящей между изделием и электродом, и удаляется струей сжатого воздуха.

Плазменно-дуговая резка заключается в проплавлении металла мощным дуговым разрядом, локализованным на малом участке поверхности разрезаемого металла, с последующим удалением металла из зоны реза высокоскоростным газовым потоком. Холодный газ, попадающий в горелку (плазмотрон), обтекает электрод в зоне дугового разряда и превращается в плазму — высокотемпературный газ, содержащий большое количество положительно и отрицательно заряженных частиц (ионов, электронов). Плазма истекает через отверстие малого диаметра в сопле в виде яркосветящейся струи с большой скоростью и температурой 20000—30000°С. Плазменно-дуговая резка обеспечивает высокую скорость процесса и позволяет обрабатывать металлы, которые нельзя резать другими способами: медь, алюминий и их сплавы, высоколегированную сталь.

Читайте также:  Что такое замывка труб цементно песчаным раствором

Источник

Ручная электродуговая резка металла: особенности, способы и технологический процесс проведения работ

Электродуговая резка уникальна тем, что при таком способе происходит плавка металла в месте, где нужно сделать разрез. Во время работы расплавленный металл убирается силой давления дуги или стекает от собственного веса.

Особенности электродуговой резки металла

Электродуговая резка обычно проводится вручную. Для работы рекомендуется использовать стальные электроды, имеющие толстое тугоплавкое покрытие, но могут также применяться вольфрамовые и угольные электроды.

Для данного метода резки металла не нужно иметь специальное оборудование. Работу можно вести в труднодоступных местах и в любом пространственном положении конструкции.

Однако при разделении металла электрической дугой не удаётся достичь высокого качества. Невозможно обеспечить ровность кромок деталей и в большом количестве имеется выделение шлака. Поэтому для дальнейшего использования полученных металлических частей необходима их механическая обработка. Производительность такого способа остаётся низкой.

Нужно уделять особое внимание технике безопасности. Сварщик должен быть тщательно защищен от попадания капель металла и шлака. Стоит предусмотреть, куда будет стекать расплавленный металл, чтобы избежать возгорания.

Сфера применения

Электродуговую резку применяют исключительно в том случае, если нет необходимого оборудования для резки газом.

Таким методом избавляются от небольших излишеств металлических заготовок и исправляют дефекты путём их поверхностной выплавки. Дуговой резке электродом поддаются цветные изделия, высоколегированные стали, а также чугун и различные сплавы.

Применяемые способы

Электрическую дугу активно используют не только при сварке, но и при резке металла. Существует несколько разновидностей дуговой резки металлических деталей: ручная дуговая резка плавящимся и неплавящимся электродами, а также воздушно- и кислородно-дуговая резка.

Дуговая резка неплавящимся электродом

При данном способе работа проводится как на переменном, так и на постоянном токе прямой полярности. Сила тока должна составлять 400-800 А. При этом используются угольные и графитовые электроды.

Данный метод имеет не столь широкое применение. Его используют для разбора металлического лома крупных размеров, проделывания отверстий и выжигания заклёпок, а также при демонтаже ненужных металлоконструкций.

Разрез осуществляется путём плавления металла в необходимой зоне, а не путём его сгорания. Благодаря этому качеству, появляется возможность работать с материалами, которые не поддаются резке газом, такими, как чугун или высоколегированные стали.

Данный метод не отличается высокой точностью проведения работы: ширина самого разреза большая, а кромки остаются неровными. Если использовать электроды с прямоугольным сечением, то удастся немного улучшить результат работы.

Дуговая резка плавящимся электродом

Этот метод позволяет достичь большей точности и чистоты, а сам разрез выходит более узким в отличие от предыдущего метода. Для резки применяют те же электроды и того же диаметра, что для сварки, повысив при этом силу тока на 20-30%. Проводя подобную работу в бытовых условиях, можно использовать простые электроды, но для улучшения процесса работы рекомендуется приобрести специальные электроды с особым покрытием.

Существует два вида составов покрытия. Первый: марганцевая руда (98%) и поташ (2%). Второй: марганцевая руда (94%), каолин (3%), мрамор (3%). Благодаря такому покрытию, увеличивается устойчивость дуги, внутренний стержень плавится медленнее и обеспечивается его изоляция от стенок реза. Расплавленный металл окисляется, благодаря особым компонентам, содержащимся в покрытии, это позволяет ускорить процесс резки.

Производство вышеописанных электродов осуществляется из проволоки диаметром от 3 до 12 мм и длиной до 300 мм. Толщина особого покрытия должна составлять 1-1,5 мм. Расчёт силы тока производится из следующего соотношения: 55-65 А на 1 мм диаметра используемого электрода.

Воздушно- и кислородно-дуговая резка

Такой способ разделения металлических частей отличается от предыдущих тем, что расплавленный электрической дугой металл сразу выдувается струёй сжатого воздуха или чистого кислорода. Обычно этот метод применяют с целью избавления от дефектов места сварки и разделения заготовок из нержавеющей стали толщиной не более 20 мм.

Из-за подачи кислорода происходит частичное выгорание металла, сопровождающееся выделением дополнительного тепла, что позволяет значительно ускорить процесс плавки. Данный метод применяется, если необходимо выполнить короткий разрез на любой строительной конструкции.

Разделение осуществляют графитовым или стальным электродом при постоянном токе с использованием специальных резаков. Электрод должен быть не тоньше 4-5 мм, имеющий покрытие ОММ-5, ЦМ-7 или ОСЗ-3. Сила тока может доходить до 250А и позволяет резать металл до 50 мм толщины. Сжатый воздух подаётся сбоку с силой давления 0,4-0,5 МПа. Средний расход кислорода варьируется от 100 до 160 л/мин.

Схема воздушно-дуговой резки металла

Если использовать резак типа РГД, тогда электрододержатель держат в правой руке, а сам резак в левой. Как только металл начинает плавиться, на него подаётся струя воздуха и выдувает его.

Источник

Резка труб: особенности технологии

Резку труб при изготовлении и монтаже трубопроводов осуществляют газопламенным или механическим способом.

Газопламенный способ резки является наиболее распространенным и широко применяется для резки труб из углеродистой стали больших диаметров, для фасонной резки при изготовлении деталей и соединений трубопроводов, а также при подгонке их в монтажных условиях. Применение газопламенной резки для труб из легированной стали ограничено.

Газопламенную резку труб выполняют вручную с помощью приспособлений и на специальных станках. Ручную резку осуществляют по разметке ручными ацетилено-кислородными резаками. Это весьма трудоемкий процесс, требующий высокой квалификации резчика. При ручной резке кромки труб и деталей получаются неровными, форма и углы фасок под сварку неправильными, в результате чего соединяемые трубы и детали плохо сопрягаются. После ручной резки требуется доводка кромки до требуемой формы и размеров. Доводку производят пневматическими зубилами, шлифовальными машинками и опиловкой напильником.

Читайте также:  Трубы для водоснабжения для водопровода пластиковая

Более рациональна и эффективна машинная газопламенная резка с помощью специальных полуавтоматических приспособлений, машин или станков. Особенностью таких приспособлений является простота конструкций, обслуживания и небольшой вес, вследствие чего они могут быть применены не только в стационарных, но и в монтажных условиях.

Машины для работы в полевых условиях обладают небольшими габаритами и весом, которые позволяют с легкостью их транспортировать и работать с трубой в ограниченном пространстве.

На трубозаготовительных базах и заводах для газопламенной резки труб применяют преимущественно стационарные станки.

Для механической резки труб в монтажных условиях, в особенности для резки труб из легированной стали, широко применяют переносные труборезы. Как правило, они имеют небольшие габариты, что позволяет применять их на монтаже в стесненных условиях. Несмотря на многообразие их конструкций, все труборезы в основном состоят из следующих узлов: корпуса, планшайбы, суппортов с резцами и механизмов для крепления станка на трубе, передачи вращения на планшайбу и управления суппортами (механизма подачи). Привод осуществляется от гидростанции или пневматического компрессора, а в некоторых случаях —от электродвигателя. С помощью труборезов можно разрезать трубы под прямым углом, снимать фаски под сварку, а также вырезать дефектные стыки на трубопроводах.

Источник

Воздушно-дуговая резка

Воздушно-дуговая резка основывается на расплавлении металла электрической дугой и его непрерывном удалении направленной струей сжатого воздуха. Данная технология требует применения инструментов специальной конструкции. Использующиеся в работе резаки могут иметь кольцевое или последовательное расположение воздушной струи. В последнем случае обтекание электрода сжатым потоком осуществляется только с одной стороны.

Особенности

В воздушно-дуговой резке используются угольные или графитовые электроды. Последние являются более прочными, отличаются меньшим электрическим сопротивлением (0,0008 Ом против 0,0032 Ом для кубика с ребром 1 см). Возможно использование угольных омедненных электродов.

В качестве источника питания при дуговой резке металла используются преобразователи постоянного тока или трансформаторы. Подача сжатого воздуха на резак идет от цеховой сети или передвижного компрессора. Давление должно находиться в пределах 0,4–0,6 МПа. Его больший уровень нецелесообразен, так как слишком сильный поток снижает стабильность электрической дуги.

В воздушно-дуговой резке, как правило, используется постоянный ток обратной полярности как более производительный. Применение же переменного целесообразно при мелких работах, например, удалении местных неровностей сварного шва. Использование в таких случаях постоянного тока прямой полярности приводит к увеличению зоны нагрева, что затрудняет устранение расплавленного металла.

Величина тока при воздушно-дуговой резке вычисляется по формуле:

I = K x d,

где d – диаметр электрода в мм, К – линейный коэффициент, составляющий 46–48 А/мм для угольных и 60–62 А/мм для графитовых электродов. Полученное число дает значение тока в амперах.

Сфера использования

Воздушно-дуговая резка широко применяется для обработки большинства черных и цветных металлов.

Чаще всего она используется в следующих случаях:

  • для устранения дефектных участков сварных швов;
  • резки металлических листов толщиной до 20–25 мм;
  • пробивки отверстий;
  • выплавки пороков литья;
  • срезки заклепок и т. п.

Виды воздушно-дуговой резки

Разделительная. Используется для резки листов из низкоуглеродистой и легированной стали толщиной до 25 мм. Величина тока (300–600 А) и диаметр электрода (6–12 мм) подбираются в зависимости от размеров материала. Разделение листа осуществляется выплавкой металла вдоль траектории движения электрода. Использование разделительной воздушно-дуговой резки целесообразно, когда необходимо обработать большое количество листового металла, а требования к ширине и точности реза невысоки.

Поверхностная. Применяется для обработки дефектов сварных швов, подрубки их корней, снятия фасок. Последняя операция может осуществляться одновременно на обеих кромках листа. Ширина канавки, которая образуется при такой обработке, на 2–3 мм больше диаметра использующегося электрода. Для поверхностной обработки требуется меньшая величина тока, чем для разделительной дуговой резки.

Аппаратура и технология

Стандартный пост для воздушно-дуговой резки включает:

  • пусковую аппаратуру;
  • шланг с компрессором;
  • источник питания;
  • сварочный кабель;
  • резак.

При установке в производственном помещении шланг подсоединяется к цеховому воздухопроводу, а не к компрессору. На строительных площадках пост оборудуется в передвижном или уже существующем машинном зале, с подключением к сварочному оборудованию постоянного тока.

Основным рабочим инструментом является резак типа РВД, оснащенный воздушным клапаном и устройством для зажима электрода. В качестве источников питания для резки используется стандартное сварочное оборудование: преобразователи типа ПСО, выпрямители ВД или ВДУ, другие ИП. При отсутствии компрессора и центральной сети допустимо использование баллонов со сжатым воздухом при оснащении их редуктором, понижающим давление.

Техника безопасности при воздушно-дуговой резке

Все сварочные работы связаны с определенными факторами, которые могут нанести вред здоровью человека.

К основным относятся:

  • источники постоянного тока большой величины;
  • расплавленный металл, образующийся при резке;
  • ультрафиолетовое излучение электрической дуги;
  • токсичные газы и пыль, образующиеся в процессе воздушно-дуговой резки.

Чтобы обезопасить себя от перечисленных факторов, следует точно выполнять инструкции по эксплуатации оборудования и работать только в специальной одежде. Помещение, в котором производится воздушно-дуговая резка, должно хорошо вентилироваться. Исключение составляют открытые строительные площадки, где происходит естественный воздухообмен.

В связи с высокой мощностью сварочного электрооборудования перед его включением обязательно следует проверить заземление.

Источник

Все о трубах © 2021
Внимание! Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер и не является рекомендацией к применению.

Adblock
detector
Схема воздушно-дуговой резки металлов